168785. lajstromszámú szabadalom • Erőmű gázturbinával és a gázturbina munkakörébe iktatott munkagázhűtő hőcserélővel
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY 168785 ipfe A bejelentés napja: 1974. XII. 9. (HE—670) A közzététel napja: 1976. II. 28. Megjelent: 1977- VIII. 31. Nemzetközi osztályozás: ^m^m\W^; f^^^M A bejelentés napja: 1974. XII. 9. (HE—670) A közzététel napja: 1976. II. 28. Megjelent: 1977- VIII. 31. k »d C 7/ÍJ ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI fflVATAL A bejelentés napja: 1974. XII. 9. (HE—670) A közzététel napja: 1976. II. 28. Megjelent: 1977- VIII. 31. j/ .._ Feltalálók: Dr. Heller László egyetemi tanár, dr. Forgó László oki. gépészmérnök, Szabó Zoltán oki. gépészmérnök, Budapest Tulajdonos: Energiagazdálkodási Intézet Budapest Erőmű gázturbinával és a gázturbina munkakörébe iktatott munkagázhűtő hőcserélővel A találmány tárgya erőmű gázturbinával és a gázturbina munkakörébe iktatott munkagázhűtő hőcserélővel. Mint ismeretes, a zárt rendszerű gázturbinás erőművek hőforrásból, gázsűrítő kompresszorból, gáz- 5 turbinából, valamint munkagázhűtő hőcserélőből állnak. A gázturbinában munkát végzett magas hőfokú gázt a munkagázhűtő hőcserélő lehűti és ezzel a komprimálásra alkalmasabbá teszi. Az ilyen ismert zárt rendszerű gázturbinás erőművek szükség 10 szerint további hűtőkkel egészülhetnek ki, amelyek a gáz komprimálásakor a kompresszor fokozatai között a munkagázt hűtik. Alkalmazható továbbá rekuperátor, amely az expandált gáz hőjének egy részét juttatja vissza a komprimált munkagázba. 15 A zárt rendszerű gázturbinás erőművek jelentős szerepet játszanak minden olyan esetben, ahol a hőforrás természetéből kifolyólag a hőt a gázba csak hőcserélő felület közbeiktatásával lehet bevezetni. Példaként említhetjük szilárd tüzelőanyagok 20 elégetését, az atomreaktorokat stb. A zárt rendszerű gázturbinás erőmüvekben lejátszódó körfolyamatok hőfokhatárainak meghatározásánál természetszerűleg figyelembe veszik a különféle technikai és gazdasági követelményeket. Ezek teljesítésének során 25 gyakran előfordul, hogy a körfolyamat hulladékhőjének elvonása a környezeti hőmérsékletnél lényegesen magasabb hőfokszinten megy végbe. Ilyen körülmények adódnak például, ha a kompresszió közbenső hűtés nélkül megy végbe és/vagy a mun- 30 kagáz hőtartalmának egy részét a komprimált munkagázba vezető rekuperátorban a hőmérsékletkülönbség nagy, vagyis a beépített rekuperátor felület viszonylag kicsiny, mert például a gázturbina beépítésére viszonylag kis hely áll rendelkezésre, amilyen például az atomreaktoroknak a szakirodalomban „prestressed concrete reactor vessel" elnevezésen ismert előfeszített biztonsági tartálya. Szempont lehet azonban a berendezés beruházási költségeinek csökkentése, a karbantartás egyszerűsítése és az üzembiztonság növelése is. Ha a munkagáz hőjének elvonása viszonylag magas hőmérsékleti szinten megy végbe, indokolt a hőmérsékletkülönbségben rejlő energia hasznosítása. Találmányunkkal ennek az energiának a hasznosítása a célunk. A találmány elé háruló feladatot a munkagáz milladékhőjének olyan elvonásában és hasznosításában jelölhetjük meg, amely nem igényli a beavatkozást magába a zárt rendszerű gázturbinás erőműbe. A találmány alapja az a felismerés, hogy az ilyen megoldásra jó lehetőséget ad, ha a munkagázhűtő hőcserélő hőelvonó oldatához kigözölögtetéses gőzturbina ciklust csatlakoztatunk. A találmány ennek megfelelően abban van, hogy a munkagázhűtő hőcserélő hűtőkőrét kipárologtatóhoz csatlakoztatjuk, amelynek folyadékterét léghűtőn, gőzterét pedig kondenzációs gőzturbinán át a munkagázhűtő hőcserélőre kötjük vissza. Számítá-168785 1
